Система автоматического регулирования процесса очистки буровых растворов

ПИСЗОБРЕ н 1 604964 Союз СоветскихациалистйческихРеспублик АВТОРСКОМ лнительное М. КлЕ 21 В 21/0(23 Государственный коми Совета Министров СС итет 43) Опубликовано 30.0 45) Дата опубликован 53) УДК 622.243.144(088.8) ло делам изобретен и открытий(71) Заявитель институт неазиатскии научно-исследовательскприродного газа ТИЧЕСКОГ КИ БУРОВ 54) СИСТЕМА АВТОМ ПРОЦЕССА ОЧИ РЕГУЛИРОВАНИЯРАСТВОРОВ Изобретение относится к автоматическимсистемам для регулирования процессов разделения твердой фазы в буровых растворах,пульпах и суспензиях и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности 5при бурении скважин, а также в горноруднойпромышленности, химической и других отраслях народного хозяйства.Известно устройство для очистки буровыхрастворов при помощи электрофореза, включающее источник постоянного тока и системуэлектродов с автоматическим удалением нарастающей на аноде глинистой корки специальным ножом 11,Недостатком этого устройства является необходимость многоцикловой обработки раствора из-за локального воздействия электрического поля на частицы глинистой фазы врезультате малой площади контакта электродов с буровым раствором. 2Наиболее близким техническим решением кизобретению является система автоматического регулирования процесса очистки буровых растворов, содержащая плоскопараллельные электроды, подключенные через автоматический переключатель полярности кисточнику постоянного тока, и датчик контроля концентрации твердой фазы выходящегобурового раствора, соединенный с приводомвыпускной заслонки 2. 3 Однако в этой системе недостаточно высоко качество очистки буровых растворов, а поддержание процесса в оптимальном режи ме представляет значительную сложность.Цель изобретения - улучшение качества очистки путем отделения мелкофракционной твердой фазы.Для этого система снабжена регулятором набора электродов, датчиком контроля расхода, датчиком контроля плотности бурового раствора и блоком управления, ко входам которого подключены выходы датчиков контроля плотности, расхода и концентрации твердой фазы, при этом один из выходов блока управления подключен к входу регулятора набора электродов непосредственно, а второй - через автоматический переключатель полярности.На чертеже представлена принципиальная схема системы автоматического регулирования процесса очистки буровых растворов,Система состоит из плосколараллельных электродов 1, помещенных в емкость 2, через которую движется буровой раствор, и соединенных через регулятор 3 набора электродов и автоматический переключатель 4,полярности с источником 5 постоянного тока. На входе в емкость 2 установлены датчик б контроля расхода и датчик 7 контроля плотности поступающего в емкость бурового раствора, ко3торые соединены через блок 8 управления с регулятором 3 набора электродов. На выходе емкости 2 установлен датчик 9 контроля концентрации твердой фазы выходящего раствора, соединенный с приводом выпускной заслонки 10 и входом блока 8, выход которого соединен с автоматическим переключателем 4 полярности.Система работает следующим образом, Буровой раствор, поступая в емкость 2, проходит между пластинами электродов 1, 11 од действием поля электрического тока частицы твердой фазы раствора приобретают отрицательный заряд и осаждаются на положительном электроде в виде плотной пасты, В первый момент нарастание глинистой корки на аноде происходит интенсивно, затем, по мере роста корки, сопротивление между пластинами растет, ток уменьшается и отложение твердых частиц резко снижается. В этот момент переключатель 4 полярности тока по команде реле времени на чертеже не показано), настроенного на определенную длительность временного интервала, изменяет,полярность на электродах 1. 11 ластина электрода, на котором отложилась глинистая корка, становится отрицательно заряженной и отталкивает глинистую корку, которая потоком жидкости относится к очистным устройствам типа вибросит и сбрасывается в отвал, Эффективность очистки бурового раствора зависит от количественного содержания твердои фазы в растворе и его расхода, Чем оольше плотность раствора и его расход, тем большее количество парных электродов необходимо вводить в зону очистки, а скорость осаждения твердых частиц на положительном электроде и оптимальность времени нарастания глинистой корки зависят от реологических свойств раствора, физико-химических свойств глинистых минералов и фракционного состава твердых частиц. Чем оольше, например, вязкость раствора, тем медленнее происходит перераспределение твердой и жидкой фаз, тем медленнее происходит процесс электрофореза, 15 случае увеличения расхода или плотности раствора, входящего в емкость 2, сигнал от датчика б контроля расхода и датчика 7 контроля плотности поступает на блок 8 управления, выход которого подключен к регулятору 3 набора электродов. Ьлок 8 выдает команду регулятору 3 на последовательное (через определенные интервалы времени) подключение парных электродов 1 к источнику 5 питания до тех пор, пока в выходящем из емкости 2 буровом растворе не установится заданная концентрация твердой фазы, контролируемая датчиком 9, который также соединен с блоком 8, В случае,если все электроды 1 введены в работу, а ко 5 личество твердой фазы остается выше заданной концентрации, датчик контроля концентрации выдает команду приводу регулируемойвыпускной заслонки 10 на ее прикрытие иодновременно сигнал на блок 8, выход кото 10 рого соединен с автоматическим переключателем полярности для уменьшения интервалавремени переключения полярности на электродах 1. 11 ри изменении расхода или,плотности раствора в сторону уменьшения и сниже 15 ния концентрации твердой фазы в выходящемрастворе цикл работы системы повторяют вобратном порядке.В районах, где разбуриваемые породыпредставлены глинами и сланцами, а раствор20 в результате самозамеса содержит до 50 -б 0"ф твердой фазы, что приводит к неэффективной работе известных устройств и систем,описанное изобретение найдет особенно широкое применение.25Формула изобретенияСистема автоматического регулированияпроцесса очистки буровых растворов, содержащая плоскопараллельные электроды, под 30 ключенные через автоматический переключатель полярности к источнику постоянного тока, и датчик контроля концентрации твердойфазы выходящего бурового раствора, соединенный с приводом выпускной заслонки, от 35 личающаяся тем, что, с целью улучшения качества очистки путем отделения мелкофракционной твердой фазы, она снабженарегулятором набора электродов, датчикомконтроля расхода, датчиком контроля плотно 40 сти оурового раствора и блоком управления,ко входам которого подключены выходы датчиков контроля плотности, расхода и концентрации твердой фазы, при этом один извыходов блока управления подключен ко вхо 45 ду регулятора наОора электродов непосредственно, а второй - через автоматический переключатель полярности.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе50 1. 11 ржыкрыла И. Применение электрофореза для очистки глинистого раствора, Сборник докладов под ред. Н. И. 1 иткова, М19 б 5.2. Заявка М 219 б 799, кл. В 04 С 11/00, 1975,55 по которой, принято решение о выдаче авторского свидетельства СССР,604964 Составитель Н. Чижиков Подписно аказ 509/3НПО Типография пр. Сапунова,. Дайч Техред Н. Рыбк Изд.374 сударственного ко по делам изо 13035, Москва, Жорректоры: Л, Денискина и Н. федоров Тираж 734итета Совета Министров ССетений и открытий5, Раушская наб д. 4/5